JP2012072994A

JP2012072994A - 光検出装置及びこれを備えた電気機器

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Publication number: JP2012072994A
Application number: JP2010219586A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Yamaguchi; 孝好山口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2012-04-12

Abstract

【課題】本発明は、光の明暗のみならず、光源の種類の判別も比較的簡単に行え、検知精度を向上し得る光検出装置およびこれを用いた、空気調和機等の電気機器を提供する。
【解決手段】太陽光の光に反応する赤外線センサ等の不可視光センサと、室内灯および太陽光の光に反応する可視光センサと、前記不可視光センサと可視光センサとからの入力信号により光源の種類を判定する制御部とを備え、可視光センサからのみ感度信号が入力されたとき室内灯の点灯であると判定し、可視光センサおよび不可視光センサから所定値以上の感度信号が入力されたときは太陽光が入射していると判定する。これにより、従来に比べて、光源の種類の判別が比較的容易に行なうことができ、検知精度を向上させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、太陽光と室内灯とを判別する光検出装置およびこれを備えた電気機器に関するものである。

省エネ運転モードを備えた空気調和機として、特許文献１には、太陽光の減少をＣｄＳ、フォトダイオード・フォトトランジスタ等の光検出装置で感知し、所定の照度以下になれば、設定温度を所定値だけ上げることにより、省エネ冷房運転を実現できる空気調和機が開示されている。

特開昭５９−１２４４号公報

しかしながら、太陽光の光の波長は可視光も含むため、可視光センサは室内灯でも太陽光でも反応することになり、可視光センサだけでは、両者の光源の区別が判定しにくいといった難点がある。したがって、日没や曇りなどにより太陽光が減少した場合でも、室内灯が点灯すれば、再び可視光エネルギーが増大するので、省エネ運転モードには切り替わらない。

省エネ運転モードを実現しようとする場合、日付、時間、温度等の他の要素データとを可視光センサからの照度データとを組み合わせ、これらをマイコンで演算することによりはじめて省エネ運転モードを実現することができる。したがって、マイコンのプログラムが複雑になるといった難点があった。

本発明は、光の明暗のみならず、光源の識別を比較的簡単に行え、感知精度を向上することができる光検出装置およびこれを用いた省エネ運転型の電気機器の提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本発明では、太陽光の光に反応する不可視光センサと、室内灯および太陽光の光に反応する可視光センサと、前記不可視光センサと可視光センサとからの入力信号により光源の種類を判定する制御部とを備えた光検出装置であって、前記制御部は、可視光センサからのみ感度信号が入力されたとき室内灯の点灯であると判定し、可視光センサおよび不可視光センサから所定値以上の感度信号が入力されたときは太陽光が入射していると判定することを特徴とする。

上記構成によると、２種類の光センサのうち、可視光センサからのみ感度信号が入力されたとき室内灯が点灯していると判定する。また、可視光センサおよび不可視光センサから所定値以上の感度信号が入力されているときは太陽光が入射していると判定する。したがって、従来に比べて、光源の種類の判別が比較的容易に行なうことができ、検知精度を向上させることができる。

ここで、不可視光センサとしては紫外線センサや赤外線センサが例示できるが、最も使用されることが多い赤外線センサにより光源の種類を判定する方が一般的である。

そして、上記光検出装置を備えた空気調和機では、光検出装置から室内灯の点灯であると判定されたとき、室内設定温度を調整する省エネ運転モードを実行する制御部を備えた構成を採用することができる。これにより、省エネ運転モードを実現することができる。

また、電気機器が室内の室壁上部に据え付けられる空気調和機の室内機の場合、不可視光センサが室内機下面に配置され、可視光センサが室内機正面又は側面に配置された構成を採用することができる。

上記構成によると、不可視光センサを室内機下面に配置しているので、室内に入射して、壁面や床面から反射する太陽光の輻射を感知しやすくなる。また、可視光センサを室内機正面又は側面に配置しているので、室内の蛍光灯など可視光を感知しやすくなる。

また、上記光検出装置を備え電動ブラインドシャッタ装置においては、光検出装置での判定結果が太陽光の入射であると判定されたとき、ブラインドシャッタを閉じる制御部を備えた構成も例示することができる。これにより、室内照度を適度に保つことができる。

以上のとおり、本発明によれば、２種類の光センサにより、室内灯の点灯か、太陽光の入射かを容易に判定することができ、検知精度を向上させることができる。

本実施形態における空気調和機の室内機の外観斜視図である。光検出装置およびその制御部を示す制御ブロックである。光検出装置からの検出信号に基づく判定結果を表わす図である。別の実施形態を示す制御ブロック図である。

本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の電気機器の一例として、セパレート型空気調和機の室内機を例に説明する。この種の空気調和機は、図示しないが、室内機の内部に収容された熱交換器と、室外機に収容された圧縮機、四方弁、室外熱交換器、絞り装置とが冷媒管によって接続されて冷凍サイクルが構成され、この冷凍サイクル内に冷媒が循環することにより、冷房、暖房、除湿などの各種運転モードを実行できるようになっている。

室内機は、図１に示すように、キャビネット１の上面に室内空気を吸込む吸込口２が形成され、キャビネット１の前面下方の開口３に吹出口４が形成されている。キャビネット１の内部には、吸込口２から吹出口４に至る空気通路（不図示）が形成され、この空気通路に熱交換器とファンとが配置され、吹出口４から冷気または暖気を送風できるようになっている。

室内機のキャビネット１には、光検出装置１０が設けられる。光検出装置１０は、図２に示すように、太陽光の光に反応して赤外線や紫外線を検出する不可視光センサ１１と、室内灯および太陽光の光に反応する可視光センサ１２と、前記不可視光センサ１１と可視光センサ１２とからの入力信号により光源の種類を判定する制御部１３とを備えている。

不可視光センサ１１は、赤外線センサや紫外線センサ等の公知のセンサであって、キャビネット１に配置される。室内機が壁面上部に取り付けられることが一般的なので、好ましくは不可視光センサ１１は室内機下面に配置されるとよい。この配置であれば、室内に入射して、壁面や床面から反射する太陽光の輻射を感知しやすいが、不可視光センサは室内機側面に配置されていてもよい。本例では、不可視光センサ１１として、公知構造のフォトトランジスタから赤外線センサが用いられる。フォトトランジスタは、赤外線フィルタ（図示しない）を介して入射された赤外線を感知し、その感度を電圧に変換して制御部１３に出力するようになっている。

赤外線は、可視光線の赤色より波長が長く（周波数が低い）、電波より波長の短い電磁波であり、ヒトの目では見ることができない光である。

可視光センサ１２は、同じく公知構造のフォトトランジスタから構成される。可視光センサ１２は、キャビネット１に配置される。室内機が壁面上部に取り付けられることが一般的なので、好ましくは可視光センサ１２は室内機正面（あるいは側面）に配置されるとよい。この配置であれば、室内の蛍光灯など可視光を感知しやすいが、可視光センサは室内機下面に配置されていてもよい。また、可視光センサ１２はキャビネット１の前面に露出するように配置されるのが望ましいが、キャビネット１が可視光線を透過する部材であれば、キャビネット１の内面に配置すると室内機の外観を害しにくい。可視光センサ１２は、入射された可視光線を感知し、その感度を電圧に変換して制御部１３に出力するようになっている。

可視光線は、電磁波のうちヒトの目で見える波長である。ＪＩＳＺ８１２０の定義によれば、可視光線に相当する電磁波の波長は、おおよそ短波長側が３６０ｎｍ〜４００ｎｍ、長波長側が７６０ｎｍ〜８３０ｎｍである。可視光線より波長の短いものを紫外線、可視光線よりも波長の長いものが赤外線である。

可視光線は、太陽光や他の光源からも発せられる。したがって、可視光センサ１２に入力される光は、太陽光とその他の室内灯の光源の光を含むことになる。そのため、可視光センサ１２のみでは、太陽光の光が入射されたのか、室内灯からの光が入射されたのか、判別することが困難となる。

制御部１３は、一般的なマイコンから構成され、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えている。本例では、制御部１３が光検出装置１０の一構成部材として例示されているが、室内機に搭載した場合、室内機の制御を司るマイコンの一部として構成してもよいことは勿論である。

そして、制御部１３は、可視光センサ１２からのみ感度信号が入力されたとき室内灯の点灯であると判定し、可視光センサ１２および不可視光センサ１１（赤外線センサ）から所定値以上の感度信号が入力されたときは太陽光が入射していると判定することにしている。

図３は光検出装置からの検出信号に基づく判定結果を表わす図である。制御部１３では、例えば、可視光センサ１２および赤外線センサ１１からの入力電圧が１．２Ｖ未満の場合、光源からの光が入射されておらず、制御部１３は夜間に消灯しているものと判定する。

また、可視光センサ１２および赤外線センサ１１からの入力電圧が１．２Ｖ以上〜２．５Ｖの場合、太陽光に可視光は含まれているが、赤外線等の不可視光が入射されていないため、制御部１３は、室内灯のみから入射があったものと判断する。

可視光センサ１２および赤外線センサ１１からの入力電圧が２．５Ｖ以上の場合、太陽光に含まれる赤外線が室内に入射し、室内の室壁や床面に反射して室内機の赤外線センサ１１に到達しているものとして、太陽光が入射していると判断する。

制御部１３は、これらの判定結果に基づいて、温度制御１５を行なう。温度制御１５は、図示しない室温センサと設定温度とに基づいて公知の室温制御が行なわれる。例えば、冷房運転については、制御部１３は、夜間に消灯していると判断した場合、使用者が設定した設定温度を例えば２℃上昇させ、省エネ運転を行なう。また、制御部１３において、太陽光が入射されておらず、室内灯のみの点灯と判断した場合、設定温度を例えば１℃上昇させ、省エネ運転モードを実行する。さらに、制御部１３において、太陽光が入射している場合、設定温度を変更することなく、通常の室温制御を行なう。

暖房運転時においては、制御部１３は、太陽光が入射している場合は設定温度を下げて省エネ運転を行なう。室内灯のみの点灯の場合、通常の室温制御を行なう。さらに、夜間の消灯時には暖房能力を抑える室温制御を行なう。

これらの制御において、各センサからの入力電圧値も加味して、その電圧値に応じて設定温度を細かく変更するようにしてもよい。例えば、日差しの強弱により入力電圧が変化するので、暖房運転時に日差しが強い場合は、暖房能力を控えめにする。また、冷房運転時に日差しが弱くなった場合、冷房能力を抑える制御を行なう。

図４は電動ブラインドの開閉制御用の制御ブロック図である。図に示すように、本例では、室内の窓に設置して窓部を開閉する公知構造の電動ブラインドシャッタ装置に光検出装置１０を搭載し、光検出装置１０の制御部１３で、不可視光センサ１１と可視光センサ１２とからの入力信号により光源の種類を判定する構成としている。

制御部１３では、太陽光の入射であると判定された場合、ブラインドシャッタ（不図示）のシャッタ駆動モータを閉方向に閉じるように制御し、室内への太陽光の入射を制限（遮断）する。また、両センサ１１，１２からの信号により、制御部１３において、室内灯のみの点灯と判断した場合、使用者の手動操作に任せてブラインドシャッタの開閉制御を行ない、さらに、夜間の消灯と判断した場合、ブラインドシャッタを全閉する制御を行なうようにしてもよい。

この場合、制御部１３が太陽光の入射であると判断したとき、ブラインドシャッタを全閉する制御を行なう場合のみならず、日差しの強弱によりシャッタ開閉角度を制御するようにしてもよい。例えば、日差しが強い場合はシャッタ閉角度を大きくし、日差しが弱い場合はシャッタ閉角度を小さくする。これにより、室内照度を適度に保ち、室温を快適な温度に調整することができる。

なお、本発明の上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正変更を加えることができるのは勿論である。例えば、上記実施形態において、空気調和機の温度制御と電動ブラインドシャッタの開閉制御とを別の実施形態として説明したが、両者を連動するように構成して、省エネ運転を実行することができる。

また、上記実施形態では、室内機に光検出装置を搭載した例を示したが、これに限らず、例えば、リモコンに光検出装置を搭載する構成であってもよい。

さらに、上記実施形態では、空気調和機と電動ブラインドシャッタとを例示したが、これら以外の空気調節装置を含む電気機器であっても本発明を適用できることは勿論である。

１キャビネット
２吸込口
３キャビネットの開口
４吹出口
１０光検出装置
１１不可視光センサ（赤外線センサ）
１２可視光センサ
１３制御部
１５温度制御
１６電動ブラインドシャッタ

Claims

太陽光の光に反応する不可視光センサと、室内灯および太陽光の光に反応する可視光センサと、前記不可視光センサと可視光センサとからの入力信号により光源の種類を判定する制御部とを備え、該制御部は、可視光センサからのみ感度信号が入力されたとき室内灯の点灯であると判定し、可視光センサおよび不可視光センサから所定値以上の感度信号が入力されたときは太陽光が入射していると判定することを特徴とする光検出装置。
前記不可視光センサが赤外線センサであることを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
請求項１または請求項２に記載の光検出装置を備え、前記光検出装置から室内灯の点灯であると判定されたとき、室内設定温度を調整する省エネ運転を行なう制御部を備えた電気機器。
請求項３記載の電気機器が室壁上部に据え付けられる空気調和機の室内機であって、前記不可視光センサが室内機下面に配置され、可視光センサが室内機正面又は側面に配置されたことを特徴とする電気機器。
請求項１または請求項２に記載の光検出装置を備え、前記光検出装置での判定結果が太陽光の入射であると判定されたとき、ブラインドシャッタを閉じる制御部を備えた電気機器。